Extraits vidéo : Soulever le marteau de Thor
Question⚓
1) Calculer l'énergie potentielle de position que le marteau emmagasine lorsque Thor soulève son marteau au niveau de sa tête.
Solution⚓
Calcul de l'énergie potentielle de position du marteau :
données : masse = 4,5 x 1015 lb = 4,5 x 1015 x 0.45 = 2,025x1015 kg (on applique la proportionnalité)
hauteur : h = 1,97 m
Relation : Ep = m x g x h = 2,025 x 1015 x 9.8 x 1.97 = 3,9 x 1016 J
Le marteau a une énergie de position de 3,9 x 1016 J lorsque Thor le soulève au niveau de sa tête.
Question⚓
2) S'il laisse alors tomber le marteau au sol, comment évoluent, au cours de la chute, son énergie potentielle de position et son énergie cinétique ?
Question⚓
3) Quelle est la valeur de son énergie lorsque le marteau touche le sol ?
Solution⚓
Au moment où le marteau va toucher le sol, toute l'énergie de position de départ s'est convertie en énergie cinétique. L'énergie mécanique (la somme de l'énergie de position et de l'énergie cinétique) est constante. Le marteau a donc toujours 3,9 x 1016 J d'énergie mécanique, sous forme d'énergie cinétique.
Question⚓
4) a) Calculer l'énergie cinétique qu'avait la météorite lorsqu'elle s'est écrasée sur la Terre.
Solution⚓
Calcul de l'énergie cinétique de la météorite :
Données : masse = 150 000 tonnes = 150 000 000 kg
v = 12,8 km/s = 12800 m/s
Relation : Ec = 1/2 x m x v² avec Ec l'énergie cinétique en Joules, m la masse en kg et v la vitesse en m/s.
Calcul : Ec = 1/2 x 150 000 000 x 12 800² = 1,2288 x 1016 J
La météorite avait une énergie cinétique de 1,2288 x 1016 J lorsqu'elle s'est écrasée au sol.
Question⚓
4)c) Commenter les scènes des films dans lesquelles on peut observer le marteau tomber au sol sans provoquer de dégâts.